JPS6251073B2 - - Google Patents

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JPS6251073B2
JPS6251073B2 JP55081048A JP8104880A JPS6251073B2 JP S6251073 B2 JPS6251073 B2 JP S6251073B2 JP 55081048 A JP55081048 A JP 55081048A JP 8104880 A JP8104880 A JP 8104880A JP S6251073 B2 JPS6251073 B2 JP S6251073B2
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JP
Japan
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transformer
power supply
windings
impedance
load
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JP55081048A
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Japanese (ja)
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JPS579261A (en
Inventor
Yukio Oonogi
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Daihen Corp
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Daihen Corp
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Publication date
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Publication of JPS579261A publication Critical patent/JPS579261A/en
Publication of JPS6251073B2 publication Critical patent/JPS6251073B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/10Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電源側変圧器と負荷側変圧器との間を
線路で接続して電力の供給を行なう電力供給回路
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a power supply circuit that connects a power supply transformer and a load transformer with a line to supply power.

従来の電力供給回路、特に配電系統において負
荷の増大に伴ない配電用変圧器の容量を大きくす
ると、変圧器の漏れインピーダンスが小さくなつ
て短絡電流が増大するため、この配電系統に用い
る遮断器を遮断容量の大きいものに取換えなけれ
ばならない欠点があつた。短絡電流を抑制する方
法として変圧器の漏れインピーダンスを大きくす
る方法が知られているが、変圧器の漏れインピー
ダンスを大きくすると負荷電流による変圧器の電
圧降下が大きくなり、また漏れ磁束によつて変圧
器ケース等に生じる渦電流のために変圧器ケース
が局部過熱したり、短絡故障時に変圧器巻線に機
械的な推力が働いて巻線を損傷したり、変圧器2
次巻線の容量が大きくなつたりする欠点があつ
た。
In conventional power supply circuits, especially distribution systems, when the capacity of distribution transformers increases as the load increases, the leakage impedance of the transformer decreases and short-circuit current increases. There was a drawback that it had to be replaced with one with larger breaking capacity. A known method for suppressing short-circuit current is to increase the leakage impedance of a transformer. However, increasing the leakage impedance of a transformer increases the voltage drop of the transformer due to load current, and also reduces the voltage drop due to leakage flux. The transformer case may locally overheat due to eddy currents generated in the transformer case, etc., or mechanical thrust may act on the transformer windings in the event of a short circuit failure, damaging the windings, or causing damage to the transformer windings.
There was a drawback that the capacity of the next winding became large.

本発明の目的は、負荷電流による変圧器の電圧
降下を小さくするために変圧器の漏れインピーダ
ンスを小さくしてしかも短絡電流を小さい値に抑
制することができるようにした電力供給回路を提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a power supply circuit that can reduce leakage impedance of a transformer and suppress short-circuit current to a small value in order to reduce voltage drop in the transformer due to load current. It is in.

以下図面を参照して本発明の電力供給回路を詳
細に説明する。
The power supply circuit of the present invention will be explained in detail below with reference to the drawings.

先ず本発明の原理を説明するため、第1図に示
した単相電力供給回路を考える。同図においてT
sは、中央脚l0と両側脚l1,l2とを有する3脚鉄心
lを用いた配電用の変圧器で、鉄心lの側脚l1
は第1の1次巻線1sと第1の2次巻線2sとが
巻装され、側脚l2には第2の1次巻線1′sと第
2の2次巻線2′sとが巻装されている。尚図に
おいては第1の1次巻線及び2次巻線がそれぞれ
鉄心の側脚l1の異なる部分に巻装されているよう
に図示されているが、実際には漏洩インピーダン
スを小さくするためこれらの巻線は側脚l1の同じ
部分に同心的に巻装されている。第2の1次巻線
及び2次巻線についても同様である。
First, in order to explain the principle of the present invention, consider the single-phase power supply circuit shown in FIG. In the same figure, T
s is a power distribution transformer using a three-legged iron core l having a central leg l 0 and both side legs l 1 and l 2 , and a side leg l 1 of the iron core l has a first primary winding 1 s and A first secondary winding 2s is wound around the side leg l2 , and a second primary winding 1's and a second secondary winding 2's are wound around the side leg l2. In the figure, the first primary winding and the secondary winding are shown as being wound on different parts of the side leg l1 of the iron core, but in reality they are wound on different parts of the side leg l1 of the iron core. These windings are wound concentrically on the same part of the side leg l 1 . The same applies to the second primary winding and secondary winding.

変圧器TSの第1及び第2の1次巻線は直列に
接続され、これら1次巻線の直列回路の両端に電
源Gが接続されている。尚ZTは変圧器TSの漏れ
インピーダンスを示している。電源Gのインピー
ダンスは簡単のため省略してある。電源側変圧器
Sの第1及び第2の2次巻線2s及び2′sはそ
れぞれの一端同志がインピーダンスZを介して接
続され、両2次巻線の他端同志は共通接続されて
いる。また第1の2次巻線2sの両端は線路3,
3′を介して負荷ZAに接続され、第2の2次巻線
2′sの両端は線路4,4′を介して負荷ZBに接
続されている。
The first and second primary windings of the transformer T S are connected in series, and a power supply G is connected to both ends of the series circuit of these primary windings. Note that Z T indicates the leakage impedance of the transformer T S. The impedance of the power supply G is omitted for simplicity. One ends of the first and second secondary windings 2s and 2's of the power supply side transformer T S are connected to each other via an impedance Z, and the other ends of both secondary windings are commonly connected. There is. Also, both ends of the first secondary winding 2s are connected to a line 3,
3' to a load Z A , and both ends of the second secondary winding 2's are connected to a load Z B via lines 4, 4'.

第1図の回路において変圧器TSの第1及び第
2の1次巻線1s及び1′sと、第1及び第2の
2次巻線2s及び2′sは巻数がすべて等しいと
する。したがつて無負荷時には変圧器TSの4つ
の巻線にすべて電源電圧Eの1/2の電圧が誘起す
る。
In the circuit shown in Figure 1, it is assumed that the first and second primary windings 1s and 1's and the first and second secondary windings 2s and 2's of the transformer T S have the same number of turns. . Therefore, when there is no load, a voltage of 1/2 of the power supply voltage E is induced in all four windings of the transformer T S .

次に負荷ZA,ZBの電流をそれぞれIA,IB
し、インピーダンスZに流れる電流をIZとす
る。また2次巻線2s及び2′sに流れる電流を
それぞれI2及びI′2とし、1次巻線1s及び1′s
に流れる電圧をIとする。このように各部の電流
を定めるとキルヒホツフの電流則により次式が成
立する。
Next, let the currents of the loads Z A and Z B be I A and I B , respectively, and the current flowing through the impedance Z be I Z. Also, the currents flowing in the secondary windings 2s and 2's are respectively I 2 and I' 2 , and the currents flowing in the primary windings 1s and 1's are
Let I be the voltage flowing through. When the current of each part is determined in this way, the following equation is established according to Kirchhoff's current law.

次に、変圧器TSの励磁電流は負荷電流に比べ
て小さいのでこれを無視すると、変圧器の原理に
より巻線1sと2sの起磁力の総和は零となり、
同様に巻線1′sと2′sの起磁力の総和も零とな
る。このことから次式が成立する。
Next, since the excitation current of the transformer T S is small compared to the load current, if this is ignored, the sum of the magnetomotive forces of the windings 1s and 2s will be zero according to the principle of a transformer.
Similarly, the sum of the magnetomotive forces of windings 1's and 2's also becomes zero. From this, the following equation is established.

I=I2=I′2 ………(2) (1)式及び(2)式から次式が得られる。 I=I 2 =I' 2 (2) The following equation is obtained from equations (1) and (2).

(3)式からI及びIZを求めると、 I=(IA+IB)/2 ………(4) IZ=(IB−IA)/2 ………(5) 次に2次巻線2s及び2′sの端子電圧をVA
びVBとする。1次巻線1sと2次巻線2sの巻
数は等しいので、変圧器の原理により1次巻線1
sの端子電圧はVAとなり、同様に1次巻線1′s
の端子電圧はVBとなる。従つて1次回路にキル
ヒホツフの電圧則を適用して次式が得られる。
Calculating I and I Z from equation (3), I = (I A + I B )/2 ......(4) I Z = (I B - I A )/2 ......(5) Next, 2 Let the terminal voltages of the next windings 2s and 2's be V A and V B. Since the number of turns of the primary winding 1s and the secondary winding 2s are equal, according to the principle of a transformer, the primary winding 1s
The terminal voltage of s becomes V A , and similarly the primary winding 1's
The terminal voltage of is VB . Therefore, by applying Kirchhoff's voltage law to the primary circuit, the following equation can be obtained.

E=IZT+VA+VB ………(6) 次に2次巻線2s,2′sをインピーダンスZ
を介して並列に接続したことにより形成される閉
回路にキルヒホツフの電圧則を適用すると次式が
得られる。
E=IZ T +V A +V B ......(6) Next, the secondary windings 2s and 2's are connected to the impedance Z
Applying Kirchhoff's voltage law to the closed circuit formed by connecting in parallel via , the following equation is obtained.

A−IZZ−VB=0 ………(7) (4)〜(7)式よりVA,VBを求めると次式のように
なる。
V A −I Z Z−V B =0 (7) When V A and V B are calculated from equations (4) to (7), the following equations are obtained.

A=(E/2)−(1/4)(IA+IB)ZT −(1/4)(IA−IB)Z ………(8) VB=(E/2)−(1/4)(IA+IB)ZT +(1/4)(IA−IB))Z ………(9) (8)、(9)式から明らかなように、IA=IBのとき
は右辺第3項が零なり、VA,VBはインピーダン
スZに無関係になる。したがつて負荷電流による
電圧降下は(8)式及び(9)式の右辺第2項によるもの
となり、変圧器の漏れインピーダンスZTによる
電圧降下のみとなる。
V A = (E/2) - (1/4) (I A + I B ) Z T - (1/4) (I A - I B ) Z ...... (8) V B = (E/2) −(1/4)(I A +I B )Z T +(1/4)(I A −I B ))Z……(9) As is clear from equations (8) and (9), I When A = I B , the third term on the right side becomes zero, and V A and V B become irrelevant to impedance Z. Therefore, the voltage drop due to the load current is due to the second term on the right side of equations (8) and (9), and is only due to the leakage impedance Z T of the transformer.

変圧器TSの漏れインピーダンスZTは、前述の
ように1次及び2次の巻線間の漏れインピーダン
スが小さくなるように巻線が巻装され、また変圧
器容量が大きくなると小さくなるので、負荷電流
による電圧降下は変圧器容量が大きくなると小さ
くなる。尚インピーダンスZは負荷電流IAとIB
の差の電流に作用するので小容量のものでよい。
As mentioned above, the leakage impedance Z T of the transformer T S decreases as the windings are wound so that the leakage impedance between the primary and secondary windings becomes small, and as the transformer capacity increases, The voltage drop due to load current becomes smaller as the transformer capacity increases. Note that the impedance Z is the load current I A and I B
Since it acts on the difference in current, a small capacity one is sufficient.

次に第1図の回路において線路3に短絡故障が
生じた場合を考える。負荷電流と短絡電流との混
合を避けるため、無負荷時に故障が発生したもの
とし、ZA=0、ZB=∞とする。ZA=0である
から、VA=0となり、ZB=∞であるからIB
0となる。この関係を(8)式に代入すると次式が得
られる。
Next, consider a case where a short circuit failure occurs in the line 3 in the circuit shown in FIG. In order to avoid mixing the load current and short-circuit current, it is assumed that the failure occurs when there is no load, and Z A = 0 and Z B = ∞. Since Z A =0, V A =0, and since Z B =∞, I B =
It becomes 0. Substituting this relationship into equation (8) yields the following equation.

(E/2)−(1/4)IAT−(1/4)IAZ=0
………(10) (10)式から短絡電流IAを求めると、 IA=(2E)/(ZT+Z) ………(11) となる。(11)式から明らかなように、インピーダン
スZを大きくすれば短絡電流IAを小さい値に抑
制することができる。
(E/2) - (1/4) I A Z T - (1/4) I A Z = 0
......(10) When the short circuit current I A is determined from equation (10), it becomes I A = (2E) / (Z T + Z) ...... (11). As is clear from equation (11), by increasing the impedance Z, the short-circuit current I A can be suppressed to a small value.

次にインピーダンスZを選定する方法について
説明する。変圧器TSのパーセントインピーダン
スを%ZTとすると、そのオームインピーダンス
Tは次式で与えられる。
Next, a method for selecting impedance Z will be explained. If the percent impedance of the transformer T S is %Z T , its ohmic impedance Z T is given by the following equation.

T(10%ZTV2)/P〔Ω〕 ………(12) 但し、こゝでPは変圧器の定格容量〔KVA〕
を示し、Vは変圧器の定格電圧〔KV〕を示して
いる。変圧器のパーセントインピーダンス%ZT
は一般に変圧器容量に無関係に一定であるから、
変圧器のオームインピーダンスZTは(12)式から、
変圧器容量Pに反比例することになる。従つて変
圧器容量Pが大きくなるとオームインピーダンス
Tは小さくなる。
Z T (10% Z T V 2 )/P [Ω] ………(12) However, here, P is the rated capacity of the transformer [KVA]
, and V indicates the rated voltage [KV] of the transformer. Percent impedance of transformer %Z T
is generally constant regardless of the transformer capacity, so
The ohmic impedance Z T of the transformer is obtained from equation (12),
It is inversely proportional to the transformer capacity P. Therefore, as the transformer capacity P increases, the ohmic impedance Z T decreases.

こゝで配電用変圧器TSを定格容量Pのものか
ら、Pのm倍(m>1)の定格容量mPのものに
取換える場合を考える。(12)式より定格容量mPの
変圧器のオームインピーダンスZ′Tは次式のよう
になる。
Let us now consider the case where the distribution transformer T S with a rated capacity P is replaced with a rated capacity mP which is m times P (m>1). From equation (12), the ohmic impedance Z′ T of a transformer with rated capacity mP is given by the following equation.

Z′T=(10%ZTV2)/(mP)=(1/m)ZT
………(13) こゝでZTは定格容量Pの変圧器のオームイン
ピーダンスである。すなわち変圧器の容量がm倍
になるとそのオームインピーダンスは1/mに減
少する。従来の電力供給回路の短絡電流は(11)式の
Zを零にした場合で、 IA=(2E)/ZT ………(14) となり、本発明の回路において変圧器の容量をm
倍にしたときの短絡電流は(11)式より、 IA=(2E)/{(ZT/m)+Z}………(15) となる。したがつて両者が等しくなるようなイン
ピーダンスZの値を(13)式及び(14)式より求
めると、 Z={1−(1/m)}ZT ………(16) となる。すなわちインピーダンスZを(16)式の
値に選定すれば、変圧器取換前後の短絡電流の大
きさが等しくなるので、変圧器を取換える前に使
用していた遮断器を変圧器取換後もそのまま使用
できることになる。
Z′ T = (10%Z T V 2 )/(mP) = (1/m) Z T
......(13) Here, Z T is the ohmic impedance of the transformer with rated capacity P. That is, when the capacity of a transformer increases by m times, its ohmic impedance decreases to 1/m. The short-circuit current of the conventional power supply circuit is I A = (2E) / Z T (14) when Z in equation (11) is set to zero, and in the circuit of the present invention, the capacity of the transformer is
The short circuit current when doubled is I A = (2E)/{(Z T /m) + Z} (15) from equation (11). Therefore, when finding the value of impedance Z such that both are equal from equations (13) and (14), it becomes: Z={1-(1/m)}Z T (16). In other words, if the impedance Z is selected to the value of equation (16), the magnitude of the short circuit current before and after replacing the transformer will be the same, so the circuit breaker that was used before replacing the transformer will be the same after replacing the transformer. can be used as is.

次にインピーダンスZを(16)式の値に選定し
た場合の電圧VAとVBの大きさを考える。(8)式及
び(9)式のZT及びZに(13)式のZ′T及び(16)式
のZを代入すると、(8)及び(9)式はそれぞれ(17)
式及び(18)式のようになる。
Next, consider the magnitudes of voltages V A and V B when impedance Z is selected to the value of equation (16). Substituting Z′ T in equation (13) and Z in equation (16) for Z T and Z in equations (8) and (9), equations (8) and (9) become (17), respectively.
and (18).

A=(E/2)−(1/4)(IA+IB)ZT +(1/2m)(m−1)IBT ………(17) VB=(E/2)−(1/4)(IA+IB)ZT +(1/2m)(m−1)IAT ………(18) こゝでm>1であるから、(17)、(18)式の右
辺第3項はともに正となり、第2項の電圧降下を
打消すことになる。(17)、(18)式の右辺第1項
は無負荷時の電圧であり、第2項は変圧器取換前
の変圧器の電圧降下であるから、これに第3項が
加わることは、結局変圧器取換後の電圧降下が変
圧器取換前のそれよりも小さくなることを意味し
ている。このように、本発明によれば、負荷電流
による電圧降下を小さくすることができる。
V A = (E/2) - (1/4) (I A + I B ) Z T + (1/2m) (m-1) I B Z T ...... (17) V B = (E/2 ) − (1/4) (I A + I B ) Z T + (1/2 m) (m-1) I A Z T ………(18) Since m>1 here, (17), The third terms on the right side of equation (18) are both positive, which cancels out the voltage drop in the second term. The first term on the right side of equations (17) and (18) is the voltage at no load, and the second term is the voltage drop of the transformer before replacing the transformer, so adding the third term to this is not possible. , which means that the voltage drop after replacing the transformer will be smaller than that before replacing the transformer. As described above, according to the present invention, the voltage drop due to load current can be reduced.

次に2つの負荷ZA,ZBの極端な不平衡状態、
すなわち一方が無負荷でZB=∞、従つてIB=0
の場合を考える。この場合(17)及び(18)式は
それぞれ(19)式及び(20)式のようになる。
Next, the extreme unbalanced state of the two loads Z A and Z B ,
That is, with no load on one side, Z B =∞, so I B =0.
Consider the case of In this case, equations (17) and (18) become equations (19) and (20), respectively.

A=(E/2)−(1/4)IAT ………(19) VB=(E/2)−(1/4)IAT +(1/2m)(m−1)IAT ………(20) (19)、(20)式から判るように、VBをZA及び
Bの双方が無負荷である時の電圧E/2より大
きくしないようにするためには、次式を満足させ
る必要がある。
V A = (E/2) - (1/4) I A Z T ...... (19) V B = (E/2) - (1/4) I A Z T + (1/2 m) (m -1) I A Z T ...... (20) As can be seen from equations (19) and (20), do not make V B higher than the voltage E/2 when both Z A and Z B are unloaded. In order to do so, it is necessary to satisfy the following formula.

−(1/4)IAT+(1/2m)(m−1)IAT
0 ………(21) したがつて、 m≦2 ………(21)′ すなわち、配電用変圧器を2倍以下の定格容量
のものと取換える場合には、2つの負荷のうちの
一方が無負荷になる極端な不平衡状態において
も、無負荷側の電圧をZA,ZBの双方が無負荷の
ときの電圧E/2以下に抑制することができる。
また2つの負荷の負荷曲線をできるだけ一致させ
るように構成すれば、mが2を超える場合でも軽
負荷側の電圧上昇を抑制することができる。
−(1/4)I A Z T +(1/2m)(m-1)I A Z T
0......(21) Therefore, m≦2......(21)' In other words, when replacing a distribution transformer with one with twice the rated capacity or less, one of the two loads Even in an extreme unbalanced state where ZA and ZB are unloaded, the voltage on the no-load side can be suppressed to below the voltage E/2 when both Z A and Z B are unloaded.
Further, by configuring the load curves of the two loads to match as much as possible, it is possible to suppress the voltage increase on the light load side even when m exceeds 2.

第1図には単相の電力供給回路を示したが、本
発明を3相の電力供給回路に適用した場合の構成
を示すと第2図に示す通りである。第2図におい
てts1,ts2及びts3は第1図に示した変圧器と同様
に構成された3台の単位変圧器で、これら3台の
単位変圧器を組合せることにより電源側変圧器T
Sが構成されている。3台の単位変圧器のそれぞ
れの直列接続された第1及び第2の1次巻線1s
及び1′sが三角結線されて電源側3相1次巻線
Ws1が構成されている。3台の単位変圧器ts1
ts3の第1の2次巻線2sが3相三角結線されて
第1の電源側3相2次巻線Ws2が構成され、同様
に第2の2次巻線2′sが三角結線されて第2の
電源側3相2次巻線W′s2が構成されている。第
1及び第2の電源則3相2次巻線Ws2及びW′s2
出力端子はそれぞれ第1及び第2の3相母線B1
及びB2に接続され、第1の母線B1に線路LA〜L
Cを介して第1の負荷ZAが、また第2の母線B2
に線路L′A〜L′Cを介して第2の負荷ZBがそれぞ
れ接続されている。また第1の電源側3相2次巻
線Ws2及び第2の電源側3相2次巻線W′s2の相応
する相の端子同志がインピーダンスZを介してそ
れぞれ接続されている。この第2図に示した構成
を判り易く書き直すと第3図に示すようになる。
Although FIG. 1 shows a single-phase power supply circuit, FIG. 2 shows the configuration when the present invention is applied to a three-phase power supply circuit. In Fig. 2, ts 1 , ts 2 , and ts 3 are three unit transformers configured in the same way as the transformer shown in Fig. 1. By combining these three unit transformers, the power supply side transformer can be created. Vessel T
S is configured. First and second primary windings 1s connected in series of each of three unit transformers
and 1's are triangularly connected to form the 3-phase primary winding on the power supply side.
Ws 1 is configured. 3 unit transformers TS 1 ~
The first secondary winding 2s of ts 3 is three-phase triangularly connected to form the first power supply side three-phase secondary winding Ws2 , and similarly the second secondary winding 2's is triangularly connected. A second power supply side three-phase secondary winding W's 2 is configured. The output terminals of the first and second power supply rule three-phase secondary windings Ws 2 and W′s 2 are respectively connected to the first and second three-phase bus B 1
and B2 , and the lines L A to L are connected to the first bus B1 .
C via the first load Z A and also the second bus B 2
A second load ZB is connected to each of the lines L' A to L' C via lines L'A to L'C. Further, terminals of corresponding phases of the first power supply side three-phase secondary winding Ws 2 and the second power supply side three-phase secondary winding W's 2 are connected to each other via an impedance Z. If the configuration shown in FIG. 2 is rewritten to make it easier to understand, it will become as shown in FIG. 3.

次に本発明の変形例として第4図に示す単相電
力供給回路を考える。この回路は第1図において
2次巻線2s,2′sの共通接続点を直接接地し
たものである。第4図の回路において、線路3に
地絡故障が生じたときの地絡電流IAは、前記(11)
式と同様に次式のようになる。
Next, consider a single-phase power supply circuit shown in FIG. 4 as a modification of the present invention. In this circuit, the common connection point of the secondary windings 2s and 2's in FIG. 1 is directly grounded. In the circuit shown in Fig. 4, the ground fault current I A when a ground fault occurs in the line 3 is given by the equation (11) above.
Similarly to the formula, the following formula is obtained.

A=(2E)/(ZT+Z) ………(22) (22)式から判るように、インピーダンスZを
大きくすれば、地絡電流を小さい値に抑制できる
ことが判る。次に、この場合の健全線の対地電圧
Bは(9)式においてIB=0とした式、すなわち、 VB=(E/2)−(1/4)IAT+(1/4)IA
………(23) となる。したがつてインピーダンスZを Z=ZT ………(24) に選定すればVBは次式のようになる。
I A = (2E) / (Z T +Z) ...... (22) As can be seen from equation (22), it can be seen that by increasing the impedance Z, the ground fault current can be suppressed to a small value. Next, the ground voltage V B of the sound line in this case is determined by the equation (9) with I B = 0, that is, V B = (E/2) - (1/4) I A Z T + (1 /4) I A Z
......(23) becomes. Therefore, if the impedance Z is selected as Z=Z T (24), V B becomes as follows.

B=E/2 ………(25) したがつてVBは無負荷時の電圧E/2とな
り、線路3の地絡時に線路4の健全線の電圧は上
昇しないことになる。こゝで(22)式においてZ
=0としたときのIAが従来の直接接地送電方式
における地絡電流であるから、Z=ZTのときは
地絡電流が従来方式の1/2になることが判る。要
するに、インピーダンスZを変圧器の漏れインピ
ーダンス(電源Gのインピーダンスがあるときに
は電源インピーダンスを含めて考える。)ZTに等
しくするように選定すれば、線路の地絡故障に際
して地絡電流が従来方式の1/2となり、この場合
健全線の対地電圧は上昇しない。
V B =E/2 (25) Therefore, V B becomes the voltage E/2 during no-load, and the voltage of the sound line of the line 4 will not rise when the line 3 has a ground fault. Here, in equation (22), Z
Since I A when = 0 is the ground fault current in the conventional direct grounding power transmission system, it can be seen that when Z = Z T the ground fault current is 1/2 of that in the conventional system. In short, if the impedance Z is selected to be equal to the leakage impedance of the transformer (consider including the power source impedance when there is an impedance of the power source G ) Z 1/2, and in this case the voltage to ground of the healthy line does not rise.

第4図は単相電力供給回路を示しているが、こ
の構成を3相並行2回線電力供給回路に適用する
と第5図に示すようになる。この第5図の回路
は、電源側変圧器TSにおいては第3図の2次側
を星形結線して中性点を接地したものに相当す
る。負荷側変圧器TRは電源側変圧器TSの1次と
2次が入れ変るだけで同様の構成にする。この場
合負荷側変圧器TRの第1及び第2の電源側1次
巻線WR1及びW′R1が星形結線され、それぞれの
中性点が直接接地されている。このように構成す
ると、負荷電流は並行した2つの回線LA〜LC
びL′A〜L′Cを通して流れ、インピーダンスZには
電流が流れない。従つて負荷電流による電圧降下
はインピーダンスZに無関係になる。また地絡電
流及び短絡電流はインピーダンスZによつて小さ
い値に抑制される。
Although FIG. 4 shows a single-phase power supply circuit, when this configuration is applied to a three-phase parallel two-line power supply circuit, it becomes as shown in FIG. 5. The circuit of FIG. 5 corresponds to the power source transformer T S in which the secondary side of FIG. 3 is star-connected and the neutral point is grounded. The load-side transformer T R has the same configuration as the power-side transformer T S , only the primary and secondary transformers are switched. In this case, the first and second power supply side primary windings W R1 and W' R1 of the load side transformer T R are star-connected, and their respective neutral points are directly grounded. With this configuration, the load current flows through the two parallel lines L A to L C and L' A to L' C , and no current flows through the impedance Z. Therefore, the voltage drop due to the load current becomes independent of the impedance Z. Further, the ground fault current and short circuit current are suppressed to small values by the impedance Z.

次に前記第2図の実施例において、インピーダ
ンスZをコンデンサCとリアクトルLとの直列回
路により構成すれば、過負荷側の線路の電圧を上
昇させ、軽負荷側の線路の電圧を低下させること
ができる。しかしこのようにすると短絡電流が大
きくなるので、それを防止するため短絡故障時に
コンデンサCを短絡することが必要になる。
Next, in the embodiment shown in FIG. 2, if the impedance Z is configured by a series circuit of a capacitor C and a reactor L, the voltage on the line on the overload side can be increased and the voltage on the line on the light load side can be decreased. Can be done. However, since this increases the short circuit current, it is necessary to short circuit the capacitor C in the event of a short circuit failure in order to prevent this.

また第6図に示したように、変圧器の3脚鉄心
の中央脚に空隙5を設けるとともにこの中央脚に
巻線6を巻装し、この巻線6をインピーダンスZ
として使用することもできる。このようにする
と、別個にインピーダンスZを製作する必要がな
いので経済的である。
Further, as shown in FIG. 6, a gap 5 is provided in the center leg of the three-leg iron core of the transformer, and a winding 6 is wound around this center leg, and this winding 6 has an impedance Z.
It can also be used as This method is economical since it is not necessary to separately manufacture the impedance Z.

尚、第7図に示したように、変圧器の第1の2
次巻線2sの中間タツプPと同じく第2の2次巻
線2′sの中間タツプP′との間にインピーダンス
Zを接続することもできる。このようにするとイ
ンピーダンスZの絶縁が軽減できるので経済的で
ある。
Furthermore, as shown in Fig. 7, the first two parts of the transformer
It is also possible to connect an impedance Z between the intermediate tap P of the secondary winding 2s and the intermediate tap P' of the second secondary winding 2's. This is economical because the insulation of the impedance Z can be reduced.

以上のように、本発明によれば、配電系統に接
続された変圧器の容量を負荷の増大に伴つて大き
くする場合に、負荷電流による電圧降下を小さく
することができ、また短絡電流を小さい値に抑制
することができるので、変圧器の取換前に使用し
ていた遮断器を遮断容量の大きいものに取換える
必要がなく、そのまま使用できる利点がある。ま
たインピーダンスZを適正値に選定し、配電用変
圧器の容量増加を2倍以下にとどめることによつ
て2つの負荷のうちの軽負荷側の電圧上昇を抑制
することができる利点がある。更に2つの負荷の
負荷曲線が近似している場合には変圧器の容量増
加が2倍以上の場合でも軽負荷側の電圧上昇を抑
制することができる。また変圧器の容量を増加さ
せて漏れ磁束を少なくできるので、変圧器ケース
等に生じる渦流による発熱を抑制できるだけでな
く、短絡故障時に変圧器巻線に軸方向の推力が働
いて巻線を損傷するのを防止することができる。
更にまた、変圧器の2つの2次巻線には等分の負
荷電流が流れるので、1次巻線と2次巻線の容量
を等しくすることができ、2次巻線の容量を増大
させる必要がないので経済的である。
As described above, according to the present invention, when increasing the capacity of a transformer connected to a power distribution system as the load increases, it is possible to reduce the voltage drop due to the load current, and also to reduce the short-circuit current. Since the current value can be suppressed to a certain value, there is no need to replace the circuit breaker used before replacing the transformer with one with a larger breaking capacity, and there is an advantage that the circuit breaker can be used as is. Furthermore, by selecting the impedance Z to an appropriate value and keeping the increase in the capacity of the distribution transformer to less than double, there is an advantage that the voltage increase on the lighter load side of the two loads can be suppressed. Furthermore, if the load curves of the two loads are similar, the voltage increase on the light load side can be suppressed even if the capacity of the transformer increases by more than twice. In addition, by increasing the capacity of the transformer and reducing leakage magnetic flux, it is possible to not only suppress heat generation due to eddy currents generated in the transformer case, etc., but also damage the windings due to axial thrust acting on the transformer windings in the event of a short-circuit failure. It is possible to prevent this from happening.
Furthermore, since equal load current flows through the two secondary windings of the transformer, the capacities of the primary and secondary windings can be made equal, increasing the capacity of the secondary windings. It is economical because it is not necessary.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は単相電力供給回路に本発明を適用した
実施例を示す構成図、第2図は本発明を3相電力
供給回路に適用した実施例を示す構成図、第3図
は第2図の実施例の電気的な構成のみを示した回
路図、第4図は本発明を単相電力供給回路に適用
した他の実施例を示す構成図、第5図は第4図の
実施例に負荷側変圧器を付加して3相並行2回線
送電系統に適用した実施例の系統の電気的構成を
示した回路図、第6図は本発明で用いる変圧器の
変形例を示した構成図、第7図は本発明の他の実
施例の要部を示した構成図である。 TS……電源側変圧器、l……3脚鉄心、l0
…中央脚、l1,l2……側脚、1s……第1の1次
巻線、1′s……第2の1次巻線、2s……第1
の2次巻線、2′s……第2の2次巻線、Z……
インピーダンス、G……電源、ZA,ZB……負
荷、TR……負荷側変圧器、1R……第1の1次巻
線、1′R……第2の1次巻線、2R……第1の2
次巻線、2′R……第2の2次巻線。
Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to a single-phase power supply circuit, Fig. 2 is a block diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to a three-phase power supply circuit, and Fig. 3 is a block diagram showing an embodiment in which the invention is applied to a three-phase power supply circuit. A circuit diagram showing only the electrical configuration of the embodiment shown in the figure, FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment in which the present invention is applied to a single-phase power supply circuit, and FIG. 5 is an embodiment of the embodiment shown in FIG. A circuit diagram showing the electrical configuration of an example system in which a load-side transformer is added to a three-phase parallel two-line power transmission system, and FIG. 6 is a configuration showing a modified example of the transformer used in the present invention. 7 are configuration diagrams showing essential parts of another embodiment of the present invention. T S ...power supply side transformer, l ... three-leg iron core, l 0 ...
...Central leg, l 1 , l 2 ...Side leg, 1s...First primary winding, 1's...Second primary winding, 2s...First
Secondary winding, 2's...Second secondary winding, Z...
Impedance, G... power supply, Z A , Z B ... load, T R ... load side transformer, 1 R ... first primary winding, 1' R ... second primary winding, 2 R ...first 2
Secondary winding, 2' R ...Second secondary winding.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 電源を変圧器を介して負荷に接続する電力供
給回路において、 前記変圧器は3脚鉄心と該3脚鉄心の一方の側
脚に巻装された第1の1次巻線及び2次巻線と該
3脚鉄心の他方の側脚に巻装された第2の1次巻
線及び2次巻線とを備えてなり、 前記変圧器の第1及び第2の1次巻線は直列に
接続されて電源に接続され、 前記変圧器の第1及び第2の2次巻線はインピ
ーダンスを介して並列接続され、 前記変圧器の第1及び第2の2次巻線がそれぞ
れ負荷に接続されていることを特徴とする電力供
給回路。 2 前記インピーダンスは前記第1の2次巻線の
一端または中間点と前記第2の2次巻線の一端ま
たは中間点との間に接続され、両2次巻線の他端
が接地されていることを特徴とする特許請求の範
囲第1項に記載の電力供給回路。 3 電源を変圧器を介して負荷に接続する電力供
給回路において、 前記変圧器は3脚鉄心と該3脚鉄心の一方の側
脚に巻装された第1の1次巻線及び2次巻線と該
3脚鉄心の他方の側脚に巻装された第2の1次巻
線及び2次巻線とを備えた単位変圧器を3台組合
せてなり、 前記変圧器を構成する3台の単位変圧器のそれ
ぞれの第1及び第2の1次巻線が直列に接続され
るとともに該3台の単位変圧器の直列接続された
第1及び第2の1次巻線が3相結線されて3相電
源に接続され、 前記3台の単位変圧器の第1の2次巻線及び第
2の2次巻線がそれぞれ3相結線されて第1及び
第2の3相2次巻線が構成され、 前記第1及び第2の3相2次巻線の相応する相
の端子または中間点同志がそれぞれインピーダン
スを介して接続され、 前記第1及び第2の3相2次巻線がそれぞれ負
荷に接続されていることを特徴とする電力供給回
路。 4 前記第1及び第2の3相2次巻線は三角結線
されている特許請求の範囲第3項に記載の電力供
給回路。 5 前記第1及び第2の3相2次巻線は星形結線
されてそれぞれの中性点が接地されている特許請
求の範囲第3項に記載の電力供給回路。
[Claims] 1. In a power supply circuit that connects a power source to a load via a transformer, the transformer includes a three-leg iron core and a first primary wound around one side leg of the three-leg iron core. a second primary winding and a second secondary winding wound around the other side leg of the three-legged iron core; the primary windings are connected in series and connected to a power source; the first and second secondary windings of the transformer are connected in parallel via an impedance; the first and second secondary windings of the transformer A power supply circuit characterized in that the windings are each connected to a load. 2. The impedance is connected between one end or intermediate point of the first secondary winding and one end or intermediate point of the second secondary winding, and the other ends of both secondary windings are grounded. The power supply circuit according to claim 1, characterized in that: 3. In a power supply circuit that connects a power source to a load via a transformer, the transformer includes a three-leg iron core and a first primary winding and a secondary winding wound around one side leg of the three-leg iron core. three unit transformers each having a second primary winding and a secondary winding wound around the other side leg of the three-leg iron core; The first and second primary windings of the three unit transformers are connected in series, and the series-connected first and second primary windings of the three unit transformers are connected in three-phase connection. The first secondary winding and the second secondary winding of the three unit transformers are connected to a three-phase power supply, respectively, to form the first and second three-phase secondary windings. the terminals or midpoints of corresponding phases of the first and second three-phase secondary windings are respectively connected via impedance, and the first and second three-phase secondary windings A power supply circuit, each of which is connected to a load. 4. The power supply circuit according to claim 3, wherein the first and second three-phase secondary windings are triangularly connected. 5. The power supply circuit according to claim 3, wherein the first and second three-phase secondary windings are star-connected and each neutral point is grounded.
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